CIM / CIE / e - business - Katedra výrobních systémů

Technická univerzita v Liberci
Katedra výrobních systémů
PROJEKTOVÁNÍ VÝROBNÍCH
SYSTÉMŮ
Pracovní
Pracovní texty
1. část
Leden 2008
a t
K
e d
r
a
CO
PROČ
ZA KOLIK
KDE
o
b n
í c h
ů
JAK
KDY
m
vý
r
KDO
s
té
ys
František Manlig
tel.: 48 535 3357, 3364
e-mail: [email protected]
www.kvs.tul.cz
CIM / CIE / e - business
CIM/CIE/e-business
CIM
(Computer Integrated
Manufacturing)
CAD +CAE + CAP + CAM + CAA + CAQ + CAT + ERP
Zjednodušeně řečeno se jedná se o integraci
všech počítačových a automatizovaných
systémů za účelem zefektivnění materiálových
a informačních toků.
CIM/CIE/e-business
CIM
(Computer Integrated Manufacturing)
CAD +CAE + CAP + CAM + CAA + CAQ + CAT + ERP
Zjednodušeně řečeno se jedná se o integraci
všech počítačových a automatizovaných
systémů za účelem zefektivnění materiálových
a informačních toků.
CIM/CIE/e-business
CAD - počítačem podporovaný návrh
CAE - počítačem podporovaný vývoj (inženýrské výpočty, FEM simulace)
CAP - počítačem podporovaná technologická příprava výroby
(technologické postupy, NC programování, normování, ergonomie,
projektování výroby)
CAM - počítačem podporovaná výroba
(CNC stroje, PLC - programovatelný automat, DNC - přímé řízení
pomocí počítače, PVS - pružný výrobní systém, BDE/MDE - sběr
provozních dat, automatizovaný skladový, dopravní a manipulační
systém)
CAA - počítačem podporovaná montáž
(PMS - pružný montážní systém)
CAT - počítačem podporované testování (zkušební provoz)
CAQ - počítačem podporované zabezpečování jakosti jak předvýrobních,
tak i výrobních činností (analýzy poruch, zkušební plány,
vyhodnocování naměřených dat, SPC - statistická regulace procesu,
zavádění systémů jakosti, apod.)
ERP - IS pro podporu plánování a řízení výroby
(organizační plánování, řízení a kontrola výrobního procesu od
naplánování výrobní zakázky, přes vlastní výrobu až po odbyt s
přihlédnutím k termínovým a kapacitním možnostem výroby)
CIM/CIE/e-business
Hlavním cílem této integrace je, aby
informace, materiál i zdroje byly k dispozici
na správném místě,
včas a
v potřebné kvalitě.
Přitom by měla být realizována zejména
myšlenka „bezpapírové“ komunikace a tím
odbourána redundance dat i problémy s jejich
zadáváním a přenosem.
CIM/CIE/e-business
Jako přínosy CIM se obecně uvádí:
zvýšení pružnosti,
zkrácení času vývoje a nákladů s ním spojených,
zlepšení kreativní (tvůrčí) činnosti,
zkrácení průběžných dob výroby,
zvýšení produktivity,
lepší využití strojů,
zlepšení jakosti,
snížení zásob a kapitálu.
CIM/CIE/e-business
Vývojové etapy
• CIM jako hlavní řídící strategie
• Etapa zklamání, CIM is out?
• Znovuoživení - základní idea CIM je správná
CIM/CIE/e-business
CIM jako jediná hlavní
řídící strategie
CIM/CIE/e-business
CIM jako jediná hlavní řídící strategie
•
•
•
•
•
zhruba do poloviny 80. let,
převažují technické faktory,
euforie z rozvoje počítačové techniky,
vize továrny bez lidí, unmanned factory,
náhrada lidské činnosti.
CIM/CIE/e-business
CIM jako jediná hlavní řídící strategie
Jednotlivé počítačové, popř. automatizované systémy se
objevují již v 50. letech. Jedná se o systémy podporující
rozklad kusovníků, které se postupně rozšiřují do
prvních MRP systémů. V této době se objevují i
koncepce číslicově řízených strojů.
Hlavní rozmach začíná na přelomu 60. a 70. let, kdy se
rozvíjejí jak výrobní koncepce (DNC a CNC řízení), tak i
první CAD a CAP systémy. Postupně se objevují první
integrovaná řešení (PVS a CAD/CAM systémy).
Myšlenka sílící integrace přerůstá v 80. letech v koncepci
CIM, která je v této fázi silně technicky orientovaná a je
založena na automaticky pracující továrně bez lidí
(unmanned factory).
CIM/CIE/e-business
Filosofie CIM
(podle [ABE-90])
Technická větev
CAE
Vývoj
Trh
Databáz
Marketing
CAD
Konstrukce
CAP
Technologie
E
R
P
Výrobní
program
Plánován
výroby
Organizační větev
Řízení
výroby
CAM
Výroba
CAQ
Řízení
jakosti
Kontrola
zakázky
CIM/CIE/e-business
CIM is out ?
CIM/CIE/e-business
CIM is out ?
Zlom nastal po uveřejnění MIT (Masachusses Institut
for Technology) studie, která popisovala přínosy
strategie Lean Production:
„Pro konstrukci výrobku je třeba jen 1/2 času a
nákladů.
Pro výrobu je potřeba jen 50% lidské a strojní
práce s polovičním výskytem chyb.“
Výsledky jsou srovnatelné s výsledky docílenými
pomocí CIM techniky, ale v podstatě bez nich, tj.
bez značných investičních nákladů.
CIM/CIE/e-business
CIM is out ?
Přes evidentní přínosy filozofie CIM se
tak ve stále větší míře začínají
diskutovat její slabiny.
Přitom se nejedná pouze o slabiny
technického, nýbrž zejména
organizačního rázu.
CIM/CIE/e-business
Slabiny „tradičního“ CIM - 1
• Příliš velké „oči“
(přehnaná důvěra ve schopnosti počítačů).
• Podcenění lidského faktoru.
• Absence dlouhodobé informační strategie.
CIM/CIE/e-business
Slabiny „tradičního“ CIM - 2
• „Nesprávné“ používání počítačů
(počítače často imitují „papírovou“ činnost).
• Nekompatibilita programového a
technického vybavení.
• Počítačové aplikace převážně podporující
filozofii 70. a 80. let.
CIM/CIE/e-business
Shrnutí v oblasti IS
• Počítačové aplikace jsou příliš statické a „tvrdé“.
• Málo odrážejí současné trendy.
• Chyby při zavádění.
CIM/CIE/e-business
Etapa zklamání, CIM is out ?
• zhruba do začátku 90. let,
• lze považovat za přechodné
období, etapu hledání – učení se.
CIM/CIE/e-business
Je však CIM
skutečně out ?
CIM/CIE/e-business
Důvody pro využívání CA aplikací a
jejich integraci
• globalizace trhu,
• silný důraz na inovaci výrobků i procesů,
• informační otevřenost.
CIM/CIE/e-business
Znovuoživení - základní idea CI.. je správná
Další vývoj je založen zejména na lidském přístupu (skill
based factory - podnik založený na znalostech, dovednostech),
člověk je kreativní, intuitivní a nejpružnější.
Člověk se svými znalostmi a zkušenostmi se stal hlavním
integrujícím prvkem v podniku. Počítačové aplikace eliminují
jeho „slabé“ stránky (počítač je rychlejší, „neunaví se“) a
podporují „silné“ stránky (tvůrčí činnost, intuitivnost, pružnost
při řešení neočekávaných událostí).
Efekty zavádění počítačů a automatizace se nesmí hledat
zejména v úspoře pracovníků, ale především ve zlepšení
procesů. CA, CIM, CIE se již nechápe jako „pouhá“ integrace
počítačových aplikací, nýbrž jako nedí
nedílná
lná souč
součást
celopodnikové
celopodnikové filosofie.
filosofie
CIM/CIE/e-business
Znovuoživení - základní idea CI.. je správná
• přibližně od začátku 90.let,
• „rozumná“ automatizace,
• skloubení nejmodernější výrobní a počítačové
techniky se zkušenostmi a tvořivostí lidí,
• využívání znalostí a schopností lidí
(IS poskytuje data a transformuje je na informace,
člověk na znalosti a dovednosti),
• nedílnou součástí rozsáhlé podnikové koncepce
(Lean.. + CI.. + TOC + agilita + … - > world class).
CIM/CIE/e-business
2.generace CI.. ?
e – business
(EDI)
Digitální podnik
Kybernetický podnik
Inteligentní podnik
Automatizovaný podnik
CIM/CIE/e-business
„CA../CI.. 21. století“ - 1:
• informační systém pro člověka,
• synergie lidí – techniky – organizace,
• tvorba dynamických, přizpůsobitelných systémů,
• používání nových architektur (otevřených),
• podpora Simultaneous / Concurrent Engineering,
• využívání Rapid technologií,
CIM/CIE/e-business
„CA../CI.. 21. století“ - 2:
• decentralizované systémy,
• podpora buněk / segmentů / fraktálů / holónů,
• „rozumná“ automatizace,
• zjednodušovat -> optimalizovat -> automatizovat,
• informační gramotnost,
• integrace do celopodnikové strategie,
• napojení na okolí (e - business).
CIM/CIE/e-business
Automatizované, informační i
komunikační systémy vycházející ze
zásad „CA../CI.. 21. století“ jsou
nezbytným nástrojem ke zvyšování
konkurenceschopnosti podniku.
CIM/CIE/e-business
– zdůraznění úlohy lidského faktoru při integraci HW a SW prostředků
člověk je nejpružnější článek výroby (HCCIM – Human Centered CIM)
– „rozumná“ automatizace, SE/CE
– integrace na ekonomické oblasti (CIE – Computer Integrated Enterprises)
– digitální podnik – integrace předvýrobních technicky orientovaných oblastí
– e-business
– integrace do celopodnikové řídící filozofie
produktivita
snaha o integrace výroby s
předvýrobními i povýrobními etapami do
celopodnikové koncepce
automatická výměna NC
programů, nástrojů i obrobků
DNC/CNC
CAD, CAP
NC
MRP
Konvenční
stroje
1950
1960
1970
CIM
2. generace CI..
(CIM/CIE,
HCCIM,
digitální podnik)
PVS
CAD/CAM
- automatická doprava nástrojů a obrobků,
- seřizování během automatického
pracovního cyklu,
- automatické nástrojové hospodářství,
- automatické zadávání korekcí nástroje,
- bezobslužná 3. směna
1980
1990
2000
CIM/CIE/e-business
dodavatel
EDI
EDI
zákazník
CIM/CIE/e-business
Doporučená literatura:
[ABE-90] Abeln, O.: Die CA...- Techniken in der industriellen Praxis. Handbuch der
computergestützten Ingenieur-Methoden. Carl Hanser Verlag, München - Wien, 1990
[JER-05] Jersák, J. - Lubina, J. - Manlig, F., Pelantová, V.: Nový svět práce v podmínkách vybraných
průmyslových podniků v ČESKÉ REPUBLICE. Strojírenská technologie. č.3, r. X, 2005. s. 3..4
[KIE-05] Kief, H.-B.: NC/CNC Habdbuch. Carl Hanser Verlag, München - Wien 2005
[KOL-05] Kol.: Od digitálního prototypu až po virtuální podniky. Technický týdeník. r. 53, 2005.
č. 14, s. 9
[KOŠ-93] Košturiak, J. - Gregor, M.: Podnik v roce 2001 - revoluce v podnikové kultuře.
GRADA, Praha 1993.
[KOŠ-01] Košturiak, J. - Gregor, M. a kol.: Jak zvyšovat produktivitu firmy. INFORM, Žilina 2001.
[MAN-00] Manlig, F.: Současný stav a trendy v oblasti CAx techniky. WEB časopis „Počítačom
podporované systémy v strojárstve. Žilina, August 2000,
http://fstroj.uk.sk/journal/sk/56/56.htm
[MAN-0x] Manlig, F.: Výrobní systémy I – Počítačem podporovaná výroba. Učební texty předmětu
„Výrobní systémy I. TU v Liberci – KVS, Liberec (připraveno do tisku)
[VOŘ-97] Voříšek, J.: Strategické řízení informačního systému a systémová integrace.
Management Press, Praha 1997
[WAR-93] Warnecke, H. - J.: Revolution der Unternehmenskultur. Das fraktale Unternehmen.
Springer Verlag, Berlin u. a. 1993
[WAR-00] Warnecke, H.-J. - Košturiak, J. - Debnár, J. - Gregor, M. - Mičieta, B.: Fraktálový podnik.
Bratislava: Slovenské centrum produktivity, 2000